【導(dǎo)讀】roboticsystem.robot.

　　

【正文】 ———— 韋伯大辭典 工業(yè)機(jī)器人是在生產(chǎn)環(huán)境中用以提高生 產(chǎn)效率的工具，它能做重復(fù)繁雜的裝配線(xiàn)工作，或能做那些對(duì)于工人來(lái)說(shuō)是危險(xiǎn)的工作，例如：第一代工業(yè)機(jī)器人是用來(lái)在核電站中更換核燃料棒，如果人去做這項(xiàng)工作，將會(huì)遭受有害射線(xiàn)的輻射。工業(yè)機(jī)器人亦能工作在裝配線(xiàn)上將小元件裝配到一起，如將電子元件安放在電路印刷板，這樣，工人就能從這項(xiàng)乏味的常規(guī)工作中解放出來(lái)。機(jī)器人也能按程序要求用來(lái)拆除炸彈，輔助殘疾人，在社會(huì)的很多應(yīng)用場(chǎng)合下履行職能。 我們可以把機(jī)械人看成是將手臂末端的工具、傳感器和手爪移動(dòng)到程序指定位置的一種機(jī)器。當(dāng)機(jī)器人到達(dá)位置后，它將執(zhí)行某種任務(wù)。這些任務(wù)可以是 焊接、密封、機(jī)器裝料、拆裝以及裝配工作。除了編程以及系統(tǒng)的開(kāi)停之外，一般來(lái)說(shuō)這些工作可以在無(wú)人干預(yù)下完成。 如下敘述的是機(jī)器人系統(tǒng)基本術(shù)語(yǔ)： 、多功能的機(jī)械手，通過(guò)給要完成的不同任務(wù)編制各種動(dòng)作，它可以運(yùn)動(dòng)零件、材料、工具以及特殊裝置。這個(gè)基本定義引導(dǎo)出后續(xù)段落的其他定義，從而描繪出一個(gè)完整的機(jī)器人系統(tǒng)。 。在某些位置點(diǎn)上機(jī)器人將停下來(lái)做某些操作，如裝配零件、噴涂油漆或者焊接。這些預(yù)編程點(diǎn)貯存在機(jī)器人的貯存器中，并為后續(xù)的連續(xù)操作所調(diào)用 ，而且這些預(yù)編程點(diǎn)像其他程序數(shù)據(jù)一樣，可在日后隨工作需要而變化。因且，正是這種可編程的特征，一個(gè)工業(yè)機(jī)器人很像一臺(tái)計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)可以在這里儲(chǔ)存、后續(xù)調(diào)用與編輯。 ，它使機(jī)器人能彎屈、延伸和旋轉(zhuǎn)，提供這些運(yùn)動(dòng)的是機(jī)械手的軸，亦是所謂的機(jī)械手的自由度。一個(gè)機(jī)械人能有 316 軸，自由度一詞總是與機(jī)器人軸數(shù)相關(guān)。 ，但它們是安裝在機(jī)器人手臂末端 的附件。這些連在機(jī)器人手臂末端的附件可使機(jī)器人抬起工件、點(diǎn)焊、刷漆、電焊弧、鉆孔、打毛刺以及根據(jù)機(jī)器人的要求去做各種各樣的工作。 ，工作單元是機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)所處的整體環(huán)境，該單元包括控制器、機(jī)械手、工作平臺(tái)、安全保護(hù)裝置或者傳輸裝置。所有這些為保證機(jī)器人完成自己任務(wù)而必需的裝置都包括在這一工作單元中。另外，來(lái)自外設(shè)的信號(hào)與機(jī)器人何時(shí)裝配工作、取工件或放工件到傳輸裝置上。 機(jī)器人系統(tǒng)有以下幾個(gè)基本部件：機(jī)械手、控制器、傳感器、用戶(hù)界面、操作基座和動(dòng)力源。 A．機(jī)械手 機(jī) 械手做機(jī)器人系統(tǒng)中粗重工作，它包括兩個(gè)部分：機(jī)構(gòu)和附件 ,機(jī)械手也有聯(lián)接附件基座，如下圖所示一機(jī)器人基座與附件之間的聯(lián)接情況。 機(jī)械手基座通常固定在工作區(qū)域的地基上，有時(shí)基座也可以移動(dòng)，在這種情況下基座安裝在導(dǎo)軌或者軌道上，允許機(jī)械手從一個(gè)位置移動(dòng)到另外一個(gè)位置。 正如前面所提到的那樣，附件從機(jī)器人基座上延伸出來(lái)，附件就是 機(jī)器人的手臂，它可以是直線(xiàn)型，也可以是軸節(jié)型手臂，軸節(jié)型手臂也是大家所知的關(guān)節(jié)型手臂。 機(jī)械臂使機(jī)械手產(chǎn)生各軸的運(yùn)動(dòng)。這些軸連在一個(gè)安裝基座上，然后再練到托架上，托架確保機(jī)械手停留在某一位 置。 在手臂的末端上，連接著手腕，手腕由輔助軸和手腕凸緣組成，手腕是讓機(jī)器人用戶(hù)在手腕凸緣上安裝不同工具來(lái)做不同種工作。 機(jī)器手的軸使機(jī)械手在某一區(qū)域內(nèi)執(zhí)行任務(wù)，我們將這個(gè)區(qū)域?yàn)闄C(jī)器人的工作單元，該區(qū)域的大小與機(jī)械手的尺寸相對(duì)應(yīng)，一個(gè)典型裝配機(jī)器人的工作單元。隨著機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸的增加，工作單元的范圍也必須相應(yīng)增加。 機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)由執(zhí)行元件或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)控制。執(zhí)行元件或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)允許各軸在工作單元內(nèi)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可用電氣液壓和氣壓動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的動(dòng)力經(jīng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)械傳動(dòng)鏈相匹配 。由鏈、齒輪和滾珠絲杠組成的機(jī)械傳動(dòng)鏈驅(qū)動(dòng)著機(jī)器人的各軸。 機(jī)器人控制器是工作單元的核心?？刂破鲀?chǔ)存著預(yù)編程序供后續(xù)條用、控制外設(shè)，及與廠(chǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊以滿(mǎn)足產(chǎn)品經(jīng)常更新的需要。 控制器用于控制機(jī)械手運(yùn)動(dòng)和在工作單元內(nèi)控制機(jī)器人外設(shè)。用戶(hù)可通過(guò)手持的示教盒將機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的程序編入控制器。這些信息儲(chǔ)存在控制器的存儲(chǔ)器中以備后續(xù)調(diào)用，控制器存儲(chǔ)了機(jī)器人系統(tǒng)的所有編程數(shù)據(jù)，它能存儲(chǔ)幾個(gè)不同的程序，并且所有這些程序均能編輯。 控制器要求能夠在工作單元內(nèi)與外設(shè)進(jìn)行通信。例如控制器有一個(gè)輸入端，它能 標(biāo)識(shí)某個(gè)機(jī)加工操作何時(shí)完成。當(dāng)該加工循環(huán)完成后，輸入端接通，告訴控制器定位機(jī)械手以便能抓取以加工工件，隨后機(jī)械手抓取一未加工工件，將其放置在機(jī)床上。接著，控制器給機(jī)床開(kāi)始加工的信號(hào)。 控制器可以由根據(jù)時(shí)間順序而步進(jìn)的機(jī)械式輪轂組成，這種類(lèi)型的控制器可用在非常簡(jiǎn)單的機(jī)械系統(tǒng)中。用于大多數(shù)機(jī)器人系統(tǒng)中的控制器代表現(xiàn)代電子學(xué)的水平，是更復(fù)雜的裝置，即它們是由微處理器操縱的。這些微處理器可以是 8位， 16 位或 32 位處理器。它們可以使得控制器在操作工程中顯得非常柔性。 控制器能通過(guò)通信線(xiàn)發(fā)送電信號(hào)，使它能與機(jī)器手各軸交 流信息，在機(jī)器人的機(jī)械手和控制器之間的雙向交流信息可以保持系統(tǒng)操作和位置經(jīng)常更新，控制器亦能控制安裝在機(jī)器人手腕上的任何工具。 控制器也有與廠(chǎng)內(nèi)各計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的任務(wù)，這種通信聯(lián)系使機(jī)器人成為計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAM）系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。 存儲(chǔ)器：基于微處理器的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)要與固態(tài)的存儲(chǔ)裝置相連 ,這些存儲(chǔ)裝置可以是磁泡，隨機(jī)存儲(chǔ)器、軟盤(pán)、磁帶等。每種記憶存儲(chǔ)裝置均能貯存、編輯信息以備后續(xù)調(diào)用和編輯。 測(cè)量機(jī)器人的狀態(tài)或配置及其環(huán)境（如手臂的位置、周?chē)欠翊嬖谟卸練怏w等），并以電信號(hào)的形式將此信息傳送 給機(jī)器人的控制器。 這是供用戶(hù)操作的部分，即控制面板。 機(jī)器人可以在固定的基座上工作，也可以在移動(dòng)的基座上工作，即機(jī)器人可以用輪子或腿移動(dòng)。 F．動(dòng)力源 動(dòng)力源是給機(jī)器人和機(jī)器手提供動(dòng)力的單元。傳給機(jī)器人系統(tǒng)的動(dòng)力源有兩種，一種是用于控制器的交流電，另一種是用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手各軸的動(dòng)力源，例如，如果機(jī)器人的機(jī)械手是由液壓和氣壓驅(qū)動(dòng)的，控制信號(hào)便傳送到這些裝置中，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。 對(duì)于每一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)，動(dòng)力是用來(lái)操縱機(jī)械手的。這些動(dòng)力可來(lái)源于液壓動(dòng)力源、氣壓動(dòng)力源或電源，這些能 源是機(jī)器人工作單元整體的一部分。